Epithelial-mesenchymale Transition - Neue Einblicke in die Mechanismen der durch das Onkoprotein E6 induzierten Tumorprogression nach Infektion mit humanen Papillomaviren vom high-risk-Typ
Final Report Abstract
Die epitheliale-mesenchymale Transition (EMT) beschreibt die Umwandlung epithelialer Zellen in einen fibroblastioden Phänotyp. EMT spielt eine Schlüsselrolle in der Karzinogenese und Metastasierung und reflektiert möglicherweise den letzten Schritt der Tumorentdifferenzierung, die im Wesentlichen durch aggressives Wachstum und Resistenz gegen Chemotherapie gekennzeichnet ist. Zu den entscheidenden molekularen Merkmalen von EMT gehören, neben der reduzierten Expression epithelialer Adhäsionsmoleküle wie E-Cadherin, die Expression von N-Cadherin, die nukleäre Translokation von β-Catenin sowie die Re-Expression mesenchymaler Proteine wie Vimentin, smooth-muscle Aktin und Fibronektin. Humane Papillomaviren (HPV) vom high-risk-Typ infizieren die Basalzellschicht von Plattenepithelien, ihre DNA ist in >99% der Zervixkarzinome detektierbar. HPV-positive Malignome weisen oft nur noch die Expression der viralen Onkoproteine E6 und E7 auf. Frühere Beobachtungen unseres Labors wiesen darauf hin, dass epitheliale Zellinien (MDCK), die E6 exprimieren, eine Veränderung ihrer Morphologie in Richtung eines fibroblastenähnlichen Phänotyps aufweisen. Um die Hypothese zu testen, ob HPV16 Onkogene bei der Induktion von EMT involviert sind, habe ich mit der Evaluation der zellulären Morphologie und der Proteinexpressionsmuster epithelialer und mesenchymaler Marker in Epithelzellen mit und ohne Onkoproteinexpression begonnen. Epithelzellen wurden mit HPV16 E6 und/oder E7 sowie der gesamten „early region“ transfiziert und stabil exprimierende Zellpopulationen für weitere Analysen selektiert. In MDCK-Zellen verstärkt die Expression von E6 und E7 das Vorkommen von Vimentin. Dies wurde außerdem in primären humanen Epithelzellen wie normalen oralen Keratinozyten (NOK) und Vorhautkeratinozyten (HFK) beobachtet. Im Anschluss daran erfolgte die Analyse der Expressionsmuster anderer mesenchymaler Proteine. Die verstärkte Expression von Fibronektin konnte in HKF unter stabiler Expression von E6 und/oder E7 beoabachtet werden. NOK zeigen ausserdem das fuer EMT typische reduzierte Vorkommen von E-Cadherin. Des Weiteren wurde die de-novo Expression von N-Cadherin, einem Adhäsionsprotein das normalerweise nicht von Epithelzellen exprimiert wird, aber für erhöhte Invasivität kritisch ist, in E6 und/oder E7 exprimierenden HFK nachgewiesen. Zusammenfassend zeigen meine Ergebnisse eine klare Korrelation der Expression von E6 und/oder E7 und dem Auftreten EMT-typischer molekularer Veränderungen. Ob die Induktion von EMT durch HPV16 Onkogene auf Transkriptionsebene stattfindet oder die Folge von Protein-Protein-Interaktionen ist, ist unklar und wird Bestandteil weiterer Untersuchungen sein.
